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新汽車革命時(shí)代如何走好第一步?動(dòng)力鋰電池應(yīng)該這樣!

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:310次  |  2023年05月16日  

隨著技術(shù)的日趨成熟和綠色發(fā)展理念的推進(jìn),我國(guó)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)己經(jīng)進(jìn)入快速上升期。之前持續(xù)3年的產(chǎn)銷量居前列,占全球市場(chǎng)保有量的50%以上。截止到今年八月底,今年新能源汽車的產(chǎn)銷分別完成了60.7萬(wàn)輛和60.1萬(wàn)輛,同比分別上升75.4%和88%,保持了良好的勢(shì)頭。


在技術(shù)方面,乘用車主流車型續(xù)駛里程已經(jīng)達(dá)到300公里以上,和國(guó)際先進(jìn)水平同步,領(lǐng)先公司的動(dòng)力鋰電池單體能量密度達(dá)到了250瓦時(shí)/公斤,價(jià)格是1.2元/瓦時(shí),較2012年分別提高了2倍,下降了70%。


而在配套設(shè)施方面,充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),公共場(chǎng)所、居民小區(qū)、單位內(nèi)部、高速公路等重要的場(chǎng)所覆蓋率大幅提高,截止今年七月,全國(guó)共建成公共樁27.5萬(wàn)個(gè),同比上升52%,新用戶私人樁安裝率接近80%,新能源汽車專用號(hào)牌在全國(guó)推廣使用。


隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,發(fā)展新能源汽車的溢出效應(yīng)更加明顯,吸引資本、人才、技術(shù)加速積聚,帶動(dòng)了投資、就業(yè)、稅收和出口等方面。


正如近日的全球新能源汽車創(chuàng)新大會(huì)上:我們正在經(jīng)歷一場(chǎng)偉大的汽車革命!歷屆的工業(yè)革命都是由能源、通訊、交通三者的顛覆性技術(shù)率先突破而引發(fā)的,這次不同的是汽車動(dòng)力技術(shù)電動(dòng)化的進(jìn)程,不是基于技術(shù)本身的正向發(fā)展和市場(chǎng)需求的拉動(dòng),而是出于控制溫室氣體排放的緊迫性,和對(duì)持續(xù)發(fā)展的擔(dān)憂。

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全球掀起汽車革命電動(dòng)化進(jìn)程需雙線


在陳清泰看來(lái),目前汽車的電動(dòng)化在向深度發(fā)展。汽車動(dòng)力技術(shù)電動(dòng)化的進(jìn)程,不是基于技術(shù)本身的正向發(fā)展和市場(chǎng)需求的拉動(dòng),而是出于控制溫室氣體排放的緊迫性和對(duì)持續(xù)發(fā)展的擔(dān)憂,而使諸多國(guó)家的政府一反常態(tài),不斷出手干預(yù),成為汽車動(dòng)力技術(shù)電動(dòng)化的第一推動(dòng)力,政府不僅制定政策,鼓勵(lì)公司發(fā)展新能源汽車,還紛紛制定看起來(lái)很激進(jìn)的禁售傳統(tǒng)燃油車的時(shí)間表,以此來(lái)改變廠商和消費(fèi)者的預(yù)期。


在2017年十一月,歐盟委員會(huì)提出了一個(gè)新的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn),到2025年,新的汽車每公里的二氧化碳排放要再減少15%,2030年再減少30%。按照法規(guī),2021年新車的碳排放降低到95克/公里,屆時(shí)每公里超1克要罰款95歐元,可謂是全球最嚴(yán)的排放法規(guī),其目的就是要倒逼汽車動(dòng)力技術(shù)的電動(dòng)化。


今年七月九日,英國(guó)政府官方網(wǎng)站公布了交通部主導(dǎo)制定的長(zhǎng)達(dá)147頁(yè)的"零排放之路"的方法,向電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型已經(jīng)由號(hào)召引導(dǎo)進(jìn)入了措施保障的階段,方法有46個(gè)要點(diǎn),它以可操作性的措施來(lái)助推市場(chǎng)向零排放過(guò)渡,實(shí)現(xiàn)到2040年停止新增傳統(tǒng)燃油車的目標(biāo)。


而在我國(guó),開始推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)10年,陳清泰認(rèn)為,今后將有兩個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

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一個(gè)節(jié)點(diǎn)是2020年雙積分政策實(shí)行、政府補(bǔ)貼終止,到那時(shí)造車新勢(shì)力已經(jīng)大舉進(jìn)入,外資公司和合資公司也紛紛發(fā)力,消費(fèi)者買車的時(shí)候已經(jīng)排除了政府補(bǔ)貼因素的影響。純電動(dòng)、增程式、混合動(dòng)力和燃油車將同臺(tái)較量。公司間的差距將拉大,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的公司將被邊緣化,并購(gòu)、重組的勢(shì)力將會(huì)新增。


另一個(gè)節(jié)點(diǎn)是最遲到2025年,那個(gè)時(shí)候電動(dòng)汽車的性價(jià)比將達(dá)到或超過(guò)燃油汽車,市場(chǎng)的力量將推動(dòng)消費(fèi)轉(zhuǎn)型,向電動(dòng)化傾斜,傳統(tǒng)車面對(duì)更大的壓力。


陳清泰指出,五個(gè)因素正在促使我國(guó)成為全球新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一片熱土。


一是我國(guó)換道先行,率先起步汽車動(dòng)力技術(shù)的電動(dòng)化,取得了全球的廣泛認(rèn)同,出現(xiàn)了某些先發(fā)效應(yīng);


二是我國(guó)不僅有全球最大的新能源汽車市場(chǎng),而且還有全球最大的燃油車市場(chǎng),它足以容納國(guó)內(nèi)外公司在這里放手施展;


三是我國(guó)政府和社會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車有較高的認(rèn)知度。電動(dòng)汽車改變能源結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)綠色出行,助推智能交通、智慧城市等,這些有可能造福社會(huì)的效果,恰恰都是我國(guó)政府和社會(huì)特別關(guān)切的熱點(diǎn),幾乎比任何國(guó)家對(duì)此都有更高的期待;


四是我國(guó)較強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)、電子信息和人工智能產(chǎn)業(yè)和公司的大舉進(jìn)入,熱情參和,一些城市已經(jīng)開始布局5G,這些都為電動(dòng)汽車的后續(xù)發(fā)展供應(yīng)了有力的支持;


五是日益放開的市場(chǎng),吸引全球重要零部件公司率先參和,重要汽車公司紛紛做出進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的部署,尋求我國(guó)合作伙伴,大舉進(jìn)入只待時(shí)機(jī),開放的效果還迎來(lái)了TSLA這樣的新興力量。


這些因素有望使我國(guó)能吸引更多的相關(guān)創(chuàng)新資源和生產(chǎn)要素,形成競(jìng)爭(zhēng)和合作共存的聚集地,成為全球電動(dòng)汽車從整車到電池零部件、從硬件到軟件、從生產(chǎn)到研發(fā)的一片熱土。


有關(guān)方面預(yù)計(jì),到2030年,我國(guó)當(dāng)年的電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量將超過(guò)1500萬(wàn)輛,不同級(jí)別的自動(dòng)駕駛基本普及,保有量將達(dá)到8000萬(wàn)輛。


假如這個(gè)預(yù)計(jì)要變成現(xiàn)實(shí),涉及到能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、智能電網(wǎng)的建設(shè)、交通基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí),新一代移動(dòng)通信的支持、產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)整、就業(yè)崗位的轉(zhuǎn)移,以及法律法規(guī)的調(diào)整等等,可以說(shuō)這是一場(chǎng)波瀾廣闊的革命,其中每一個(gè)方面都是周期較長(zhǎng)、牽動(dòng)全社會(huì)的巨大系統(tǒng)工程。


此外,他還指出,未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是電動(dòng)汽車的網(wǎng)聯(lián)化和智能化。電動(dòng)汽車的技術(shù)進(jìn)步應(yīng)該雙線,一條戰(zhàn)線是是信息化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化,最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛,給人以全新的體驗(yàn)。另一條戰(zhàn)線,是電池、電機(jī)、電控,以保障汽車的基本功能,這是個(gè)基礎(chǔ),也是必須打好的基礎(chǔ)。


汽車電動(dòng)化切勿急功近利動(dòng)力鋰電池研發(fā)要以安全為主


提起電池,最近新能源汽車頻繁起火事件引起業(yè)內(nèi)極度關(guān)注。我國(guó)科學(xué)院院士、我國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高通過(guò)對(duì)今年新能源汽車事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作出分析認(rèn)為,電池?zé)崾Э厥请妱?dòng)汽車事故的主因。導(dǎo)致熱失控的問(wèn)題多種多樣,重要體現(xiàn)為三個(gè)方面:電池產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證不足;車輛使用過(guò)程中可靠性惡化;以及充電安全管理技術(shù)水平的低下。


具體來(lái)說(shuō),電池產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證不足的原因一方面源于,電池化學(xué)材料的體系改進(jìn)所需周期相對(duì)較長(zhǎng),動(dòng)力鋰電池材料改進(jìn)開發(fā)周期一般要24-28個(gè)月,但補(bǔ)貼政策一年一變,部分公司為獲得補(bǔ)貼盲目追求高比能量,縮短測(cè)試驗(yàn)證時(shí)間。而為了縮短開發(fā)周期,往往首選物理改進(jìn),一味減薄非含能材料厚度,過(guò)度填充活性物質(zhì),埋下安全隱患。


另一方面,現(xiàn)有動(dòng)力鋰電池的測(cè)試驗(yàn)證手段不完善,相當(dāng)一部分公司只進(jìn)行國(guó)標(biāo)要求的電池安全測(cè)試,并未建立公司內(nèi)部的電池安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),部分公司甚至沒有電池安全測(cè)試驗(yàn)證能力,以至于不能充分反映實(shí)車使用條件。


車輛使用老化過(guò)程中可靠性惡化體現(xiàn)在全生命周期中防水效果不佳;電器接觸元件設(shè)計(jì)缺陷以及現(xiàn)有的電動(dòng)汽車年檢制度的不健全,關(guān)于傳統(tǒng)燃油車有很具體明確的要求,但是電動(dòng)汽車年檢的具體要求目前仍然是空白。


充電安全管理技術(shù)水平低下表現(xiàn)在:充電過(guò)程中的數(shù)據(jù)通訊不規(guī)范,部分電池系統(tǒng)管理和充電機(jī)的廠商未能嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),直流充電未采用專用網(wǎng)絡(luò),和整車總線公用,導(dǎo)致充電網(wǎng)絡(luò)上充斥大量充電無(wú)關(guān)數(shù)據(jù),負(fù)載率高?,F(xiàn)有的充電功能安全設(shè)計(jì)水平低下,產(chǎn)品未嚴(yán)格執(zhí)行充電安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。比如說(shuō),為降低成本,未配置專用的充電繼電器及充電繼電器粘連診斷功能,不能在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)及時(shí)切段等。


歐陽(yáng)明高認(rèn)為,雖然近期新能源車起火事件頻發(fā),但應(yīng)該正確看待這一問(wèn)題。他建議,新能源汽車的補(bǔ)貼政策要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律,對(duì)能源密度的提升不宜過(guò)快過(guò)于頻繁。原有的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)到2020年要求單體電池的能量密度達(dá)到350WH/公斤,系統(tǒng)能量密度達(dá)到260WH/公斤,循環(huán)壽命達(dá)到2000次,歐陽(yáng)明高認(rèn)為這一標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高,不宜強(qiáng)制推行。


此外,他認(rèn)為應(yīng)盡快推出電動(dòng)汽車的安全年檢規(guī)范,以及電動(dòng)汽車黑匣子和電池包消防安全接口等規(guī)范。還有,全力提升現(xiàn)有鋰離子電池系統(tǒng)安全技術(shù),全力突破新型固態(tài)電池技術(shù)。


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